青龙满族自治县实验中学2022-2023学年高二下学期3月月考试卷物理试卷(含答案)

这是一份青龙满族自治县实验中学2022-2023学年高二下学期3月月考试卷物理试卷(含答案)，共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行的列车经过轨端接缝处时，车轮就会受到一次冲击。由于每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动。每根钢轨长为12.6m，列车固有振动周期为0.315s。下列说法不正确的是( )
A.列车的危险速率为40m/s
B.列车过桥需要减速，是为了防止桥梁发生共振现象
C.列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的
D.增加钢轨的长度有利于列车高速运行
2．玻璃杯从同一高度自由落下，掉落在硬质水泥地板上易碎，掉落在松软的地毯上不易碎，这是由于玻璃杯掉落在松软的地毯上时( )
A.玻璃杯所受到的合外力的冲量小
B.玻璃杯的动量的变化量小
C.玻璃杯的动量的变化率小
D.地毯对玻璃杯的作用力小于杯子对地毯的作用力
3．某同学将一根不可伸长的轻绳一端系上摆球，另一端系在力传感器上，测得轻绳的拉力大小F随时间t变化的图像如图所示，若已经测得摆长为L，摆球质量为m，结合图中信息可以推测出当地重力加速度为( )
A.B.C.D.
4．一列简谐横波沿x轴负方向传播，在和时的波形分别如图中实线和虚线所示。已知该波的周期。下列说法正确的是( )
A.波长为0.08m
B.波速为0.40m/s
C.的质点在时位于波谷
D.处的质点经过半个周期运动到处
5．2020年12月22日12时37分，长征八号运载火箭自中国文昌航天发射场发射升空，将新技术试验卫星等多颗卫星送入太阳同步轨道。假设其中一颗航天器质量为M，以速度在太空中飞行，某一时刻该航天器接到加速的指令后，发动机瞬间向后喷出一定质量的气体，气体喷出时速度大小为，加速后航天器的速度大小为，则喷出气体的质量m为( )
A.B.C.D.
6．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形图如图所示，其周期为0.2s，下列说法正确的是( )
A.该波的波长为5m
B.由图示时刻开始，经0.ls，质点a的路程是0.2m
C.若该波发生了明显的衍射，则它遇到的障碍物或孔的尺寸一定远大于4m
D.若此波遇到另一列波发生了稳定的干涉现象，则该波遇到的波的频率是0.2Hz
7．电动餐桌就是在大圆桌面上安装一电动转盘，使用时转盘可以低速旋转，方便用餐人员夹取食物菜肴。如图所示，一质量为m的盘子（可视为质点）随电动餐桌一起以角速度ω匀速转动，已知A、B与圆心O的距离均为r，，则盘子随转盘从A转到B的过程，摩擦力对盘子冲量的大小为( )
A.B.C.D.
二、多选题
8．图甲为一列简谐横波在时的波形图，图乙为媒质中平衡位置在处的质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A.波速为0.5m/s
B.该波沿x轴负方向传播
C.当时，的质点恰好回到平衡位置
D.该波在传播过程中，若遇到宽度为2m的障碍物，会发生明显衍射现象
9．如图所示，图甲是一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形图，图乙为质点P的振动图像，则下列说法中正确的是( )
A.简谐横波的波速为20m/s
B.简谐横波沿x轴负方向传播
C.时质点Q的加速度小于质点P的加速度
D.时质点Q的运动方向沿y轴正方向
10．如图所示，一质量为M的木板静止置于光滑的水平面上，一质量为m的木块（可视为质点），以初速度滑上木板的左端，已知木块和木板间的动摩擦因数为μ，木块始终没有滑离木板.则从运动开始到二者具有共同速度这一过程中( )
A.两物体间的相对位移小于木板对地的位移
B.因摩擦而产生的热
C.从开始运动到两物体具有共同速度所用的时间
D.两物体的共同速度
三、实验题
11．某同学利用家中找到的生活物品，在家里测重力加速度。他找到细线、铁锁和秒表，然后自制了一个单摆，如图甲所示。由于家里只有一把量程为30cm的刻度尺，于是他在细线上的A点做了一个标记，使得悬点O到A点间的细线长度小于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变，通过改变O、A间细线长度以改变摆长。
（1）在该实验中，下列操作中正确的是_______（选填选项前的字母）。
A.单摆偏离平衡位置的最大摆角很小
B.在铁锁经过最低点时启动秒表开始计时
C.用秒表记录铁锁一次全振动的时间作为周期
（2）该同学利用秒表测量单摆的周期时，秒表示数如图乙所示，读数为___________s。
（3）实验中，当O、A间细线的长度分别为时，测得相应单摆的周期为。由此可得重力加速度_________（用表示）。
（4）有另外三位同学，刻度尺长度足够，他们作出的图线分别如图中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线a和c，下列分析正确的是________（填选项前的字母）。
A.出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L
B.出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次
C.图线c对应的g值小于图线b对应的g值
12．“碰撞中的动量守恒”实验装置如图甲所示，让质量为的小球A从斜槽上的某一位置自由滚下，与静止在支柱上质量为的小球B发生对心碰撞.
（1）安装轨道时，要求轨道末端____________.
（2）两小球的质量应满足____________.
（3）用游标卡尺测小球直径时的读数如图乙所示，则小球的直径___________cm.
（4）实验中还应测量的物理量是_______.
A.两小球的质量和
B.小球A的初始高度h
C.轨道末端切线离地面的高度H
D.两小球平抛运动的时间t
E.球A单独滚下时的落地点P与O点距离
F.碰后两小球的落地点M、N与O点距离和
（5）若碰撞中动量守恒，根据图中各点间的距离，下列式子可能成立的是_______.
A.B.C.D.
（6）若碰撞为弹性碰撞，除动量守恒外，还需满足的关系式是________.（用所测物理量的字符表示）
四、计算题
13．一位游客在重庆长寿湖边欲乘游船体验美景，当日风浪较大，游船上下浮动。若把游船的上下浮动简化为竖直方向的简谐运动，已知该简谐运动的振幅为，周期为。当游船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。只要甲板与码头地面的高度差不超过，游客都能舒适地登船。现在以游船刚好上升到甲板与码头地面平齐为计时起点。求：
（1）游船做简谐运动的振动方程；
（2）在的时间里，游客能舒适地登船的总时间。
14．一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻的波形如图所示.经0.6 s时间质点a第一次到达波峰位置，求：
（1）波的传播速度；
（2）质点b第一次出现波峰的时刻.
15．如图所示，在光滑的水平面上有一质量为的足够长的木板C，在C上放置有两物体，A的质量，B的质量为。之间锁定一被压缩了的轻弹簧，弹簧储存的弹性势能，现突然给一瞬时冲量作用，使同时获得的初速度，且同时弹簧由于受到扰动而解除锁定，并在极短的时间内恢复原长，之后与分离。已知A和C之间的摩擦因数为，之间的动摩擦因数为，且滑动摩擦力略小于最大静摩擦力（规定向右为正方向）。求：
（1）弹簧与分离的瞬间，的速度分别是多大？
（2）已知在C第一次碰到右边的固定挡板之前，和C已经达到了共同速度，求在该过程中产生的内能为多少？
（3）已知C与挡板的碰撞无机械能损失，求在第一次碰撞后到第二次碰撞前A在C上滑行的距离？
参考答案
1．答案：C
解析：A.当列车以危险速率v行驶时，列车受到冲击的周期与固有振动周期相同，从而会使列车发生共振，所以
故A正确；
B.列车过桥需要减速，从而降低车轮与铁轨接缝撞击的频率，防止桥梁发生共振现象，保护桥梁安全，故B正确；
C.列车运行的振动频率等于周期性冲击的频率，为了防止共振现象的发生，列车运行的振动频率不可能和列车的固有频率总是相等的，故C错误；
D.根据A项分析可知，增加钢轨的长度可以提高危险速率，有利于列车高速运行，故D正确。
本题选不正确的，故选C。
2．答案：C
解析：AB.玻璃杯从同一高度自由落下，与水泥和地毯接触前的速度相同，动量相同，作用后速度均变为零，故动量变化量相同，合力的冲量相同，故AB错误；
C.玻璃杯掉落在松软的地毯上，作用时间较长，由动量定理
可知，玻璃杯的动量的变化率为
所以玻璃杯掉落在松软的地毯上时动量的变化率较小，故C正确；
D.地毯对玻璃杯的作用力与杯子对地毯的作用力时相互作用，等大，故D错误。
故选C。
3．答案：C
解析：由单摆的周期公式
因为由图像可知单摆周期为4T，假设当地重力加速度为g，代入数值的得
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
4．答案：B
解析：AB.波沿x轴负方传播，根据波形图可知
该波的周期，n只能等于0，故
由图可知，波长，故波速
A错误，B正确；
C.的质点在时位于平衡位置向下振动，经过时即经过，所以时处的质点位于波峰，C错误；
D.介质中的质点不会随波逐流，只能在各自平衡位置附近振动，D错误。
故选B。
5．答案：C
解析：规定航天器的速度方向为正方向，发动机喷气过程中系统动量守恒，故由动量守恒定律可得
解得
故选C。
6．答案：B
解析：由波形图可知，该波的波长为，选项A错误；因，则，则由图示时刻开始，经0.ls，质点a的路程是，选项B正确；因该波的波长为4m，则若该波发生了明显的衍射，则它遇到的障碍物或孔的尺寸一定远小于4m，选项C错误；波的频率为，则若此波遇到另一列波发生了稳定的干涉现象，则该波遇到的波的频率是5Hz，选项D错误；故选B.
7．答案：D
解析：根据动量定理
根据平行四边形定则
又
解得
故选D。
8．答案：AD
解析：A.从图中可得波长
周期
由公式得
故A正确；
B.时处的质点向上运动，故波的传播方向沿x轴正方向传播，故B错误；
C.时，处的质点位于波谷，从到经过时间是一个周期，质点恰好回到波谷，故C错误；
D.由于该波的波长为4m，所以该波在传播过程中若遇到2m的障碍物，能发生明显的衍射现象，故D正确。
故选AD。
9．答案：AD
解析：A.根据甲乙两图可知，，所以波速为
A正确；
B.根据乙图中可知0.04s质点P将向下振动，在甲图中根据振动和波动关系可以判断波是向右传播的，B错误；
C.，根据波的周期性可知，0.25s的波形图与0.05s的波形图是一样的，Q在波谷，P在平衡位置，所以质点Q的加速度大于质点P的加速度，C错误；
D.，经过0.05s即个周期，质点Q运动到平衡位置处，其运动方向沿y轴正方向，D正确。
故选AD。
10．答案：BD
解析：AD.对木块和木板系统，由动量守恒定律
解得
两物体的共同速度
由能量关系
对木板
解得
可知
即两物体间的相对位移大于木板对地的位移，A错误D正确；
B.因摩擦而产生的热（内能）
B正确；
C.对木板，根据动量定理
解得从开始运动到两物体具有共同速度所用的时间
C错误。
故选BD。
11．答案：（1）AB（2）67.5（）（3）（4）B
解析：（1）A.为使单摆做简谐运动，单摆的最大摆角应该很小，故A正确；
B.在铁锁经过最低点时开始计时，此时速度最大，计时误差会较小，故B正确；
C.用秒表记录铁锁多次全振动的时间除以全振动的次数作为周期，这样的误差较小，故C错误；
故选AB。
（2）由图读出读数为67.5s。
（3）根据周期公式
有
联立解得
（4）A.根据
整理得
由图发现当测量值a与实际值b周期相同时，图线a对应的摆长较小，故测得摆长总是小于实际摆长，不可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L，故A错误；
BC.根据
与图线b比较，发现图线c的斜率偏小，则加速度测量值偏大，又
加速度测量值偏大，原因可能是误将49次全振动记为50次，导致周期测量值偏小，故B正确，C错误。
故选B。
12．答案：（1）切线水平（2）>（3）1.04（4）AEF（5）B（6）
解析：（1）为了保证每次小球都做平抛运动，则需要轨道的末端切线水平.
（2）验证碰撞中的动量守恒实验，为防止入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即.
（3）游标卡尺的游标是10分度的，其精确度为0.1mm，则图示读数为：.
（4）小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相同，在空中的运动时间t相等，两球碰撞动量守恒，有：
，
两边同时乘以时间t，则
，
根据落点可化简为：
，
则实验还需要测出：两小球的质量和；球A单独滚下时的落地点P与O点距离
碰后两小球的落地点M、N与O点距离SOM和SON；故填AEF.
（5）根据动量守恒：
移项化简有：
，
即：
.
故填B.
（6）若两球为弹性碰撞，满足机械能守恒：
速度用平抛的水平位移代换后，可得：
13．答案：（1）（2）
解析：（1）由于从最高点开始计时，设游船做简谐运动的振动方程为
其中
，
联立解得
（2）当时，代入上式可解得
故一个T内游客有时间可以舒适登船，由于
内游客可以舒适登船的总时间为。
14．答案：（1）5m/s（2）1s
解析：（1）设质点振动周期为T，
因a第一次到波峰的时间为，故
由图可知
则波速
（2）质点b与相邻波峰间距离为5m，
则质点b第一次出现在波峰的时刻
15．答案：（1）0，（2）（3）0.75m
解析：（1）在弹簧弹开两物体的过程中，由于作用时间极短，对及弹簧组成的系统由动量守恒定律和能量守恒定律可得
联立解得
，
（2）对整个系统来说，水平方向不受外力，故由动量守恒定律和能量守恒定律可得
联立解得
（3）C和挡板碰撞后，先向左匀减速运动，速度减至0后向右匀加速运动，分析可知，在向右加速过程中先和A达到共同速度，之后AC再以共同的加速度向右匀加速，B一直向右匀减速，最后三者达到共同速度后做匀速运动。在此过程中由于摩擦力做负功，故C向右不能一直匀加速至挡板处，所以和挡板再次碰撞前三者已经达共同速度，由牛顿第二定律分别可得的加速度分别为
解得
达到共同速度时由速度公式可得
解得达到的共同速度、达到共同速度所需时间分别为
，
的位移分别为
故AC间的相对运动距离为